<Desc/Clms Page number 1>
" Procédé de déferrage de minerais de chrome ou de manganèse et ses applications industrielles."
Les minerais de chrome et de manganèse renferment en gé- néral des proportions importantes de fer. Le problème de l'élimina- tion du fer de ces minerais se pose dans un grand nombre de cas, en particulier lorsqu'on se propose d'extraire des minerais le manga- nèse ou le chrome à l'état pur ou presque pur.
.Les procédés thermo-chimiques utilisés pour réaliser ce déferrage consistent essentiellement à-charger au four électrique le minerai à traiter mélangé avec un réducteur convenable, en quan- tité judicieusement dosée et à réaliser dans ce four la 'réduction de l'oxyde de fer contenu dans le minerai et, par suite, l'élimina- tion du fer sous forme métallique.
Les réducteurs utilisés de préférence pour cette opéra- tion sont le carbone et le silicium. Du fait de l'équilibre exis- tant entre le fer et le chrome ou', le manganèse contenus dans la phase métallique, d'une part, et les oxydes correspondants du mine- rai fondu, d'autre Dart, il est nécessaire, si l'on veut atteindre des teneurs très', blases en oxyde de fer dans le minerai, de réduire une partie de l'oxyde de chrome ou de l'oxyde de manganèse du mine- rai. Ceci a pour @ @ en oxyde de chrome ou en oxyde de manganèse le minerai déjà déferré, 'ce qui rend la suite des opé- rations, par exemple l'extraction du chrome ou du manganèse à l'é- tat pur, plus difficile et plus onéreuse.
Dans le cas de l'emploi du carbone comme réducteur, le dosage rigoureux en est difficile. On est conduit à ajouter un ex- cès de réducteur dans le lit de fusion, ce qui entraîne une réduc- tion supplémentaire d'oxyde de chroma ou de manganèse et un appau- vrissement encore plus marqué du laitier en cet oxyde.
' L'emploi du silicium présente un inconvénient différent ; celui de donner lieu, au cours de la réduction, à la formation d'une quantité importante de qilice qu'il est nécessaire de saturer par do la chaux si l'on veut éviter que le métal obtenu à partir du minerai déferré contienne des quantités importantes de silicium.
<Desc/Clms Page number 2>
Cette silice formée et la chaux nécessaire pour la saturer viennent encore diluer-l'oxyde de chromo ou do manganèse contenu dàns le lai- tier formé à la suite de l'opération de déferrage.
EMI2.1
La demanderesse a cbns-saté, en outre, que les produits de la réduction qui sont, soit un ferro-mannanèse, soit un ferro- chrome, no se séparent pas d'une façon ab3,,-".ument complète do la phase laitier et restent englobés dans cette phase à l'état de gouttelettes, de sorte que le minéral, bien que no contenant plus qu'une quantité faible dioxyde do fer, contient cependant encore dans un alliage dos quantités non négligeables de fer sous forme métallique;
ce fer est évidemment gênant lors des opérations ultérieures auxquelles on peut avoir à soumettre le minerai, en particulier lorsqu'on a en vue l'extraction, à partir do co minerai, de
EMI2.2
fe9a-o-ohrome ou do ferro-mungtnsè très riche ou même de chrome ou de manganèse métalliques industriels La présente invention a pour objet un procédé qui permet de remédier aux inconvénionbs rnpprlés ci-dessus et d'obtenir, d'une manière économique, au ùéfe.J.l'age très complet du minerai, sans qu'il en résulte aucune porte en chromo ou on manganèse.
Le procédé, objot de l'invention, consiste principalement à déferrer le minerai on deux opérations successives par réduction de l'oxyde de fer contenu dans ce minorai, en soumettant le minerai à traiter, à l'état fondu, additionné, éventuellement, d'un fondant, par exemple de chaux, à ion d'un alliage de fer et du métal de base du minerai, cet alliage étant riche en ce dernier métal, puis en séparant la phase métallique obtenue du laitier qui la surmonte et en soumettant ce dernier à llaction d'une petite quantité de mé- tal de base du minerai, à l'état pur ou presque pur.
On obtient ainsi, d'une part, un laitier- complètement déferré et, d'autre part, un alliage de fer et du métal de base du minerai, riche en ce métal et qué l'on peut avantageusement utiliser pour effectuer la première opération d'un cycle ultérieur de fabrication.
Le déferrage est donc, conformément à l'invention, effec- tué non pas au moyen du carbone ou du silicium comme cela est cou- rant mais en utilisant, pour redire l'oxyde de fer, le métal même
EMI2.3
qui forme la base du minerai a traiber- C'est ainsi que, s'il s'agit de minerai de J11P""""'.--'?-1", c'est au nFJ13::lnèse que l'on fera appel comme agent réducteur..
Au cours de '-a prom1è"1:'o pA.1.tte d(' l'opération, on obtient, quand on part d'un minera, do t:1"",r')':Jso) é"1.iio part, un ferro- manganèse plus pauvre en manganèse quo celui qui a été utilisé pour la réduction de 1.'oxyde do fer mais qui peut trouver des applica-
EMI2.4
tions industrielles intéressantes, p,,r exemple à l'état même de ferro- manganèse et, d'autre part, un laitier partiellement déferré mais qui contient plus do MnO que n'en contenait le minerai de départ, puisque la réduction par l'alliage riche en manganèse donne lieu à une réintroduction de MnO dans le laitier. on traite ensuite direc-
EMI2.5
tement ce laitier fî""" " #-n ""'1'." cu par un ferro-manganèse riche en manganèse;
le ..ai:,ïer qui res.,e cat très pauvre en oxyde de fer, d'une part, parce qu'il se trouve en présence d'un alliage très riche en manganèse et à faible teneur en for et que la réduc- tion de l'oxyde de fer est très poussée et, d'autre part, parce que
<Desc/Clms Page number 3>
les petites particules métalliques qui restent en suspension dans le laitier et dont la séparation est difficile à réaliser . ont sensiblement la même .composition que cet alliage, c'est-à-' dire sont, elles aussi, riches en manganèse et pauvres en fer.
En pratique, le déferrage s'opère avantageusement de la façon suivante Dans le minerai de manganèse préalablement fondu, on ajoute la quantité nécessaire, déterminée par expérience, d'alliage de manganèse appauvri provenant de la deuxième partie d'une opé-' ration précédente* Après réaction, on décante et on soutire le ferro-manganèse obtenu (ce ferro-manganèse peut être vendu comme ferro-manganèse affiné). Au laitier déjà très pauvre en fer résul- tant de l'opération, on ajoute du manganèse riche et on répète l'opération ci-dessus.
On obtient ainsi, d'une,part, du minerai , l'opération ci-dessus. obtient ainsi, d'une part, minerai déferré et d'autre part, un alliage légèrement appauvri en manganèse, que l'on utilise avantageusement comme réducteur dans la pre- mière partie d'une nouvelle opération de déferrage telle que celle qui vient d'être définie.
Le minerai ainsi obtenu contient non seulement la tota- lité du manganèse que contenait le minerai employé, mais en outre l'oxyde de manganèse provenant de l'oxydation du métal utilisé comme réducteur.
La présente invention prévoit, d'autre part, l'applica- tion du procédé principal défini ci-dessus à l'obtention do ferro- chrome ou de ferro-manganèse très riches ou même de chrome ou de manganèse métalliques industriels,, par exemple par réduction pous- sée, à l'aide d'un réducteur du minerai déferré, comme on le fait pour la fabrication des ferroalliages.
Cette réduction peut être utilisée, par exemple, do façon connue, par aluminothermie ou à l'aide decarbone.
On peut également réduire le minerai déferré en deux sta- des, en appliquant un procédé analogue à celui décrit dans la de- mande de brevet français formée par la demanderesse le 4 Août 1939, pour : "Procédé de fabrication do ferro alliages, à basse teneur en carbone, et en particulier de ferro-chrome".
A cet effet, au cours du premier stade on fait agir tout d'abord sur le minorai déferré, avec ou sans @ @ les éléments réagissants et en présence d'une base telle que la chaux, un alliage de sili- cium et du métal à obtenir, pauvre en silicium;
ce qui donne lieu, d'une part, à un ferro-chrome ou un ferro-manganèse très riches ou même à du chrome ou du manganèse métalliques industriels, dont une partie peut être utilisée pour le déferrage final du minerai dans une opération suivani;e de déferrage, conforme à l'invention, et, d'autre,part, à un laitier contenant de la silice, de la chaug et de l'oxyde du métal à obtenir, ce laitier étant soumis,au cours du second stade, à l'action d'un alliage de silicium et du métal à obtenir, riche en silicium, préparé, par exemple, au four électri- que, par action de quartz et de carbone sur une partie du minerai totalement déferré à réduire, ce second stade, effectué do préfé- rence avec intermélange violent des phases en présence, donnant lieu, d'une part, à un laitier contenant uniquement de la silice
<Desc/Clms Page number 4>
et de la chaux,
laitier qui est éliminé, et, d'autre part, à un alliage de silicium et du métal à obtenir, pauvre en silicium, alliage qui peut être utilisé dans le premier stade d'une nouvelle opération de réduction telle que celle qui vient d'être décrite.
Voici un exemple de réalisation du procédé objet de l'invention.
Exemple.-
250 Kg. de minerai de manganèse Sud-Africain contenant :
Mn 0 4 ............ 66,40%
EMI4.1
F e2 03 ........ ..... 7.ç. bzz, ont été fondus au four électrique avec 210 kg. de chaux et 20 kg. de spath. Quand tout a été fondu, on a ajouté, à la surface du bain, 125 kg. de ferro-manganèse broyé titrant 91,50% de manganèse.
Lors de la coulée, on a séparé 65 kg. de ferro-manganèse titrant 51% de Mn et 485 kg. de laitier qui ont été versés dans un deuxième four électrique. Ce laitier contenait : MnO 50,94% FeO total .......... 1,96%
Ces 1,96% de FeO représentent tout le fer contenu dans le laitier, soit à l'état d'oxyde, soit à l'état métallique (gouttelettes d'alliages non décantées).
Le laitier a été réchauffé, puis on y a ajouté 120 kg. de ferro-manganèse titrant 96,80% de manganèse. On a obtenu :
114 kg. d'alliage à 90,50% de manganèse et du laitier déferré contenant : FeO total .......... 0,37%
EMI4.2
111na *.. 0....... ::::: 5.73 OC.
Le FeO total représente tout le fer contenu soit à l'é- tat oxyde, soit à l'état métallique (gouttelettes de ferro- manganèse non décantées).